Архитектуры на основе планирования

Архитектуры на основе планирования (реактивная архитектура) рассматриваются как альтернатива подходу, рассмотренному выше. Вообще говоря, этот подход также развивался внутри сообщества специалистов в области искусственного интеллекта еще с начала 1970;х гг., однако только той его частью, которая занималась планированием поведения роботов и подобными задачами. В этом подходе планирование рассматривалось как «конструирование последовательности действий, которая, будучи исполненной, приводила бы в результате к достижению желаемой цели». Простым примером архитектуры подобного рода является архитектура, в которой реакция агента на внешние события генерируется конечным автоматом.

Реактивной архитектуре свойственны следующие особенности: отсутствие какой-либо символьной внутренней модели мира; работа по правилам типа ситуация — действие, когда выбираются из них наиболее подходящие действия в каждой конкретной ситуации. Очевидно, что это — наиболее простая архитектура, однако позволяющая наилучшим образом использовать множество образцов поведения для реакции агента на определенные стимулы для конкретной предметной области. Ее также просто реализовать, она устойчива к сбоям, экономична (в смысле вычислительно нот времени) и вычислительно разрешимая. В качестве недостатков такой архитектуры указываются следующие:

• • необходимость полного ситуационного определения всех возможных активностей агентов;
• • агенты без модели среды должны иметь достаточно информации от локальной среды;
• • сложность создания обучающихся агентов;
• • сложность в проектировании агентов с многочисленными вариантами поведения (динамическим взаимодействием).

Как правило, функциональные модули агента структурируются в несколько уровней, однако по различным принципам. Эти уровни представляют собой различные функциональности: восприятие внешних событий и простые реакции на них; поведение, управляемое целями; координация поведения с другими агентами; обновление внутреннего состояния агента (т.е. убеждений о внешнем мире; прогнозирование состояний внешнего мира); определение своих действий на очередном шаге и др. Наиболее часто в архитектуре агента присутствуют уровни, ответственные:

• • за восприятие и исполнение действий;
• • реактивное поведение;
• • локальное планирование;
• • кооперативное поведение;
• • моделирование;
• • формирование намерений;
• • обучение агента.

В горизонтально организованной архитектуре все уровни агента имеют доступ к уровню восприятия и действий (в общем случае — все уровни могут общаться между собой в стиле «бродкастинга»). Вариант такой архитектуры приведен на рис. 8.2, а. Напротив — в вертикально организованной архитектуре только один уровень имеет доступ к уровню восприятия и действий, а каждый из остальных уровней общается только с парой непосредственно смежных с ним уровней (рис. 8.2, 6, в).

Рис. 8.2. Организация взаимодействия уровней в многоуровневой архитектуре агента

Примерами горизонтально организованной архитектуры являются Touring Machine (рис. 8.3) и Will-architecture (рис. 8.4). Хорошим примером вертикально организованной архитектуры является InteRRaP-архитектура (рис. 8.5).

Рис. 8.3. Многоуровневая архитектура для автономного агента (Touring Machine).

Как видно на рис. 8.4 и 8.5, архитектуры Will и InteRRaP одновременно являются гибридными. На рис. 8.6 приведен пример еще одной популярной архитектуры гибридного типа (IDS).

Рис. 8.4. Will-architecture.

Рис. 85. /га?е/У?аР-архитектура:

— поток управления;————поток информации.

Рис. 8.6. /DS-архитектура.